高曉嵐

摘 要 發(fā)展新能源汽車，是我國由汽車大國邁向汽車強(qiáng)國的必由之路。自國務(wù)院發(fā)布并實(shí)施《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》以來，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)取得了舉世矚目的成就，成為引領(lǐng)世界汽車工業(yè)變革的重要力量。本文重點(diǎn)分析了新能源汽車產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢，對(duì)中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)路線進(jìn)行了研究，討論了未來新能源汽車發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞 新能源汽車 發(fā)展趨勢 技術(shù)路線 關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：F426文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

1.1新能源汽車為世界發(fā)展經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新動(dòng)力

電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化正在成為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流和趨勢。新能源汽車融匯新能源、新材料和互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等多種變革性技術(shù)，推動(dòng)汽車從單純交通工具向移動(dòng)智能終端、儲(chǔ)能單元和數(shù)字空間轉(zhuǎn)變，帶動(dòng)能源交通、信息通信基礎(chǔ)設(shè)施改造躍升，有效促進(jìn)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、智能交通體系和智慧城市建設(shè)，具有廣闊市場前景和巨大增長潛近年來，主要汽車大國紛紛加強(qiáng)戰(zhàn)略謀劃、強(qiáng)化政策支持，跨國汽車企業(yè)相繼加大研發(fā)投入、完善產(chǎn)業(yè)布局。新能源汽車成為全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要方向和促進(jìn)未來世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的重要引擎。

1.2我國新能源汽車進(jìn)入快速發(fā)展階段

經(jīng)過多年的不斷努力，中國新能源汽車行業(yè)技術(shù)水平明顯提高，產(chǎn)業(yè)體系越來越完美，企業(yè)競爭力得到了極大的提升，產(chǎn)銷量、保有量連續(xù)四年躋身全球最高，智能化網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，共享化應(yīng)用市場崛起，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入交匯融合發(fā)展的新階段。同時(shí)，中國的新能源汽車也面臨市場競爭日趨激烈，發(fā)展動(dòng)力需要改變，核心技術(shù)供應(yīng)不足，產(chǎn)業(yè)生態(tài)還沒有健全等新形勢，新問題。我們必須抓住戰(zhàn)略機(jī)遇，鞏固良好勢頭，充分發(fā)揮基礎(chǔ)設(shè)施、信息和通信等方面的優(yōu)勢，以及不斷提高行業(yè)核心競爭力，從而促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

1.3融合開放成為新能源汽車發(fā)展的新特征

隨著汽車電源、生產(chǎn)和消費(fèi)模式的全面變革，新能源汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)正逐步從零件、車輛研發(fā)、生產(chǎn)和營銷服務(wù)之間的“鏈?zhǔn)疥P(guān)系”，演變成汽車、能源、交通信息和通訊等多主體多領(lǐng)域參與的“網(wǎng)絡(luò)生態(tài)”。 相互賦權(quán)和協(xié)調(diào)發(fā)展成為各種市場主體成長的內(nèi)部需求?？缧袠I(yè)和跨領(lǐng)域的整合創(chuàng)新以及更加開放包容的國際合作成為新能源汽車行業(yè)發(fā)展的時(shí)代新特征。極大地增強(qiáng)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)力，激發(fā)了市場活力，推動(dòng)形成互融共生、合作共贏的產(chǎn)業(yè)發(fā)展新格局。

2新能源汽車技術(shù)發(fā)展路線

電動(dòng)汽車按動(dòng)力系統(tǒng)電氣化水平分為兩類：一類是全部或大部分工況下主要由電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)功率的電動(dòng)汽車（稱為“純電驅(qū)動(dòng)”電動(dòng)汽車，如純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、增程式電動(dòng)汽車及燃料電池電動(dòng)汽車）：另一類是動(dòng)力電洪安量較小，大部分工況下要由內(nèi)燃機(jī)提供驅(qū)動(dòng)功率的電動(dòng)汽車（稱為常規(guī)混合動(dòng)力曳動(dòng)汽車）。從培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)角度看，發(fā)展電氣化程度比較高的純電驅(qū)動(dòng)”電動(dòng)汽車是我國新能源汽車技術(shù)的發(fā)展方向和重中之重要在堅(jiān)持節(jié)能與新能源汽車“過渡與轉(zhuǎn)型”并行互動(dòng)、共同發(fā)展的總體原則指導(dǎo)下，規(guī)劃電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。

2.1確立“純電驅(qū)動(dòng)”的技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略

順應(yīng)全球汽車動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)化技術(shù)變革總體趨勢，發(fā)揮我國的有利條件和比較優(yōu)勢，面向“純電驅(qū)動(dòng)”實(shí)施汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，加快發(fā)展“純電驅(qū)動(dòng)”電動(dòng)汽車產(chǎn)品。實(shí)施這一技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略要依靠自主創(chuàng)新，堅(jiān)持自主發(fā)展，突破電動(dòng)汽車核心瓶頸技術(shù);同時(shí)要充分利用國際資源，進(jìn)一步提升我國汽車共性基礎(chǔ)技術(shù)水平，服務(wù)于“純電驅(qū)動(dòng)”的技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。

2.2深化“三縱三橫”研發(fā)布局

深化“三縱三橫”的研究和開發(fā)布局，加強(qiáng)車輛集成技術(shù)革新。以純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車、燃料電池車為“三縱”，布置技術(shù)創(chuàng)新鏈，研發(fā)新一代模塊化高性能車輛平臺(tái)，解決了純電動(dòng)汽車底盤一體化設(shè)計(jì)、多能量動(dòng)力系統(tǒng)集成技術(shù)，突破汽車智能能源管理與控制、輕巧、低摩擦等常見節(jié)能技術(shù)，提高新能源汽車綜合性能，關(guān)鍵零部件技術(shù)取得突破。以動(dòng)力電池和管理系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力電子設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)與智能技術(shù)為“三橫”，關(guān)鍵零部件技術(shù)供應(yīng)體系建設(shè)。進(jìn)行進(jìn)階模塊化動(dòng)力電池和燃料電池系統(tǒng)技術(shù)的突破，探索下一代電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決方案，加強(qiáng)關(guān)鍵零部件智能網(wǎng)絡(luò)連接和系統(tǒng)開發(fā)，突破計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)、云控制基礎(chǔ)平臺(tái)和其他技術(shù)瓶頸，為整車集成創(chuàng)新提供支撐。

3新能源汽車發(fā)展核心關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)創(chuàng)新工程

實(shí)施智能網(wǎng)聯(lián)創(chuàng)新工程，支持企業(yè)跨界協(xié)同，研發(fā)復(fù)雜環(huán)境融合感知智能網(wǎng)聯(lián)決策控制、復(fù)雜系統(tǒng)重構(gòu)設(shè)計(jì)、智能網(wǎng)聯(lián)安全和多模式評(píng)價(jià)測試等關(guān)鍵技術(shù)，突破計(jì)算平合、云控平臺(tái)、高精度地圖與定位，V2X（汽車與外界信息交互）、關(guān)鍵傳感器、智能車載終端、線控執(zhí)行系統(tǒng)等核心技術(shù)與產(chǎn)品實(shí)施新能源汽車基礎(chǔ)技術(shù)提升工程，加快突破車規(guī)級(jí)芯片、車載操作系統(tǒng)新型電子電氣架構(gòu)、高效高密度驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品。

3.2動(dòng)電機(jī)

（1）基于永磁同步電機(jī)效率高、高效區(qū)寬、轉(zhuǎn)矩密度高、體重輕、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，相信未來電機(jī)永磁化將是必然趨勢之一。目前在混合動(dòng)力轎車中大多采用的都是永磁同步電機(jī)，其中豐田普銳斯采用的就是功率已達(dá)50kW的永磁同步電機(jī)。

（2）數(shù)字控制系統(tǒng)包括硬件和軟件。硬件使用高速、高集成度和低成本的專用芯片，使電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電路將更為小型化、集成化;軟件的優(yōu)勢體現(xiàn)在電機(jī)控制方面，高性能的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制以及在線辨識(shí)。

（3）電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化也包含兩方面：機(jī)電集成和電力電子器件的集成。其中機(jī)電集成又包含車用電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)集成構(gòu)成混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)總成以及車用電機(jī)與變速箱的集成兩方面。這種集成方法更好地解決了不同工藝電路之間的組合以及高壓隔離等問題，對(duì)散熱設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，比較有效地壓縮了電力電子器件的體積及重量。

3.3動(dòng)力電池

國家已出臺(tái)相應(yīng)政策大力支持高能量密度的新型鋰離子動(dòng)力電池的發(fā)展。主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一、工信部發(fā)布雙積分政策，借助高能量密度從而降低電池質(zhì)量來獲得低的百公里電能消耗量Y時(shí)，給予1.2倍積分;二、2018年底補(bǔ)貼政策，強(qiáng)調(diào)了高能量密度時(shí)，補(bǔ)貼1.1～1.2倍;三、通過補(bǔ)貼的新能源汽車推廣目錄來看，三元鋰電池型號(hào)比例乘用車的份額不斷增加，2019年的模型批次已超過70%。 雖然國內(nèi)新能源汽車在推廣方面成績不俗，但受“里程焦慮”的影響，家用純電動(dòng)乘用車產(chǎn)品尚無大規(guī)模應(yīng)用。 為了突破并滿足私人需求的終端市場，動(dòng)力電池的能量密度需要進(jìn)一步改進(jìn)。 目前只有三元鋰離子動(dòng)力電池和固態(tài)鋰離子動(dòng)力電池有望達(dá)到2020年的目標(biāo)，這將不可避免地導(dǎo)致家用動(dòng)力電池技術(shù)的新格局。

第一類是技術(shù)領(lǐng)先型。 CATL公司，作為代表，已經(jīng)具備三元鋰電池技術(shù)沉淀。他們的產(chǎn)品計(jì)劃將硅碳材料用作負(fù)極，有望達(dá)到350Wh / kg的目標(biāo)。同時(shí)，CATL還在固態(tài)鋰電池方面取得了突破，325mAh的聚合物電芯具有良好的高溫循環(huán)性能。

第二類是技術(shù)跟隨型。由國軒高科、力神等作為代表，他們有強(qiáng)大的市場基礎(chǔ)，而且都在加快研發(fā)具有高能量密度的三元鋰電池技術(shù)。例如國軒高科在三元鋰電池技術(shù)方面取得了突破，根據(jù)科學(xué)技術(shù)部的官方消息，“高鎳正極+硅基負(fù)極”作為電池材料，其電池能量密度為281Wh / kg。但是，這樣的企業(yè)很少涉及固態(tài)鋰電池技術(shù)儲(chǔ)備，或?qū)⒓铀倥c三星日本研究院、青島能源、Sakti3（美國）等具備全固態(tài)鋰電池技術(shù)的企業(yè)合作。

第三類是技術(shù)轉(zhuǎn)型型。 以比亞迪，萬向等企業(yè)為代表，以磷酸鐵鋰電池為核心產(chǎn)品，能量密度增加空間太小，正在逐漸減少使用磷酸鐵鋰電池，加快轉(zhuǎn)型三元鋰電池技術(shù)路線。 此類企業(yè)具有較強(qiáng)的技術(shù)積累和技術(shù)意識(shí)嗅覺并有強(qiáng)大的研發(fā)支撐，或?qū)⒓訌?qiáng)與國能電池研究院、中國科學(xué)院青島能源研究所等研究機(jī)構(gòu)的合作，以加快研發(fā)全固態(tài)動(dòng)力電池。

3.4共性技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)

健全動(dòng)力電池、智能網(wǎng)聯(lián)汽車等制造業(yè)創(chuàng)新中心市場化運(yùn)行機(jī)制，聚焦行業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)，重點(diǎn)突破產(chǎn)業(yè)化過程涉及的核心工藝、專用材料與設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)和檢測等短板弱項(xiàng)，提升服務(wù)行業(yè)企業(yè)能力。引導(dǎo)汽車、能源、交通信息通信等跨領(lǐng)域合作，建立面向未來出行的新能源汽車與智慧能源、智能交通融合創(chuàng)新平臺(tái)，聯(lián)合攻關(guān)基礎(chǔ)交叉關(guān)鍵技術(shù)，提升新能源汽車及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新能力。

3.5提升行業(yè)公共服務(wù)能力

行業(yè)機(jī)構(gòu)統(tǒng)籌推進(jìn)資源共享、科技中介、成果轉(zhuǎn)化等各類創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)共建共享，提高技術(shù)轉(zhuǎn)移、信息服務(wù)、人才培訓(xùn)、項(xiàng)目融資、國際交流等公共服務(wù)支撐能力。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，建立汽車電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化虛擬仿真、測試驗(yàn)證平合，提升整車、關(guān)鍵零部件元器件的測試評(píng)價(jià)能力。

3.6人資源與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保障

創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方法和激勵(lì)機(jī)制。我們應(yīng)加快建立人才培養(yǎng)體系，優(yōu)化布局重點(diǎn)領(lǐng)域的學(xué)科，并指導(dǎo)高校、研究所和企業(yè)加強(qiáng)國際化人才培養(yǎng)。我們應(yīng)弘揚(yáng)企業(yè)家精神和工匠精神，提高人才評(píng)估機(jī)制，并引入股權(quán)、期權(quán)等多種激勵(lì)措施，推陳出新，增強(qiáng)創(chuàng)新活力和動(dòng)力。深入實(shí)施國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，并鼓勵(lì)研究人員開發(fā)髙價(jià)值核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果。我們應(yīng)嚴(yán)格加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系建設(shè)并嚴(yán)厲打擊侵權(quán)行為。

參考文獻(xiàn)

[1] 崔勝民，韓家軍.新能源汽車概論[M].北京：北京大學(xué)出版社，2011.

[2] 潘建亮.中國新能源汽車之分析[J].汽車工業(yè)研究，2010（15）.

[3] 張鳴鶴.中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟選擇與研究[D].沈陽：遼寧大學(xué)，2015.